万有引力未来的发展.docx

1、万有引力未来的发展牛顿发现了万有引力定律伟大的力学家牛顿发现了万有引力定律，他在1687 年出版的不朽著作自然哲学的数学原理中指出：任何两个物体之间都存在相互作用的引力，力的方向沿着两物体的连线，力的大小和两物体质量的乘积成正比，和两物体间距离的平方成反比。关于万有引力定律的发现， 广泛流传着下面的这个故事：三百多年前， 英国伍尔索普的一座农庄里，在明亮的月光下，年轻的牛顿正坐在果园里闭目沉思。忽然，一个苹果从树上掉了下来，落在他的面前。苹果的落地声打断了他的沉思，但这个人们司空见惯的事实却激起牛顿的翩翩联想：苹果为什么不飞向天空？月亮为什么不落向地面？这里面有什么神奇的力量？经过反复的思考，

2、牛顿终于发现了万有引力定律。在力学里， 质量和重量是两码事：质量是指物体所含的物质有多少，而重量是指物体受到的引力是多大。 根据前面说到的万有引力定律，物体所受的地球引力是随着物体和地面的距离而变化的， 距离越大， 引力越小。 所以，同一个物体在不同的高度上称重时所得到的“重量”是不同的。 例如，一名在地面上体重为40 公斤的同学， 如果被提升到6400 公里的高空（你知道吗？地球的半径是6400 公里），他这时候在弹簧秤上显示的“重量”只有10 公斤了。当你知道了这些知识之后，能不能自己来解释一下：地球上重量是60 公斤的人到达月球表面后，为什么体重就变成了10 公斤？想想月球的大小和质量，

3、就可以找到答案了。失重和超重现象在航天飞行中有着重要的影响。航天员在轨道飞行时都处于失重状态，他们个个身轻如燕， 人人飘浮在座舱里。但是，除了轻松愉快的感觉之外，失重也给航天员带来不少麻烦， 不仅吃饭饮水、 洗脸刷牙、穿脱衣服以及睡觉等生活琐事变得困难了，而且开展操作按钮、读取数据、观察摄影、维修仪器、出舱活动等工作变得更加复杂了。此外，航天员在升空和返回过程中还要遭遇超重的折磨，不仅会出现举手抬脚困难、 呼吸不畅、 心律失调、 视觉障碍等问题， 甚至可能使身体遭受永久性伤害。2008 年 4 月 19 日，俄罗斯“联盟 TMA”飞船在返回地面时超重达到 10 倍以上，作为其中的乘员，韩国第一

4、个女航天员李素妍就受了重伤。假如没有摩擦，即使引力很小也可以使物体相互接近，只是这种接近的速度非常之小。例如，上面这两个相距 2 米的成人， 在第一个小时内彼此相向移动 3 厘米，第二个小时内再移动 9 厘米，第三个小时内又会移近 15 厘米，第五个小时以后两人就可以贴合在一块儿了。 所以在没有摩擦情况下，只要人们有足够的耐心，普通物体之间的引力是可以察觉到的。那么， 你能想清楚，他们的移动为什么会不断加快的呢？对了！这和他们之间距离变小有关。 如果要在日常生活中看到除了物体落地以外的万有引力作用，那么潮汐是一个绝好的实例，它是由于月亮和太阳对地面海水的引力而形成的，人们称这种引力为“引潮力”

5、 。由于月亮离地球较近，月球引潮力为太阳引潮力的两倍之多。在引潮力和杭州湾地形的共同作用下，钱塘江大潮才有那样壮阔的景象。潮汐是由于万有引力作用而形成的解释也是牛顿提出的。在质量不大的物体之间引力是很小的，但是庞大的天体之间引力就十分可观了。举个例子吧：太阳对地球的引力大约为4,000,000,000,000,000,000吨！就是因为这个引力，地球才能够“守着”自己的轨道，日复一日年复一年地围绕太阳运转。为了更形象地理解这个引力的大小，我们不妨想象太阳和地球之间有一个无形的“引力链条”，它把地球牢牢地拴住在运行轨道上。 如果我们想用一根根有形的钢索来代替这个无形的链条，那工程师们要花多大的力

6、气呢？假定采用非常坚固的钢材（每平方毫米的细丝能经受100公斤的拉力），假定制造非常粗大的钢索（它的直径有5000 米），我们要使用 200 万根才能把地球拉住在目前的轨道上。当然，真实的情况是， 太阳和地球之间并没有什么链条，就是太阳的引力在起作用。这个引力总是指向太阳的，人们也常常把它叫做“有心力”，太阳就是“力心” 。航天梦离开地球进入太空， 自古以来就是人类梦寐以求的一个目标。然而， 这种美好的航天梦只有在科学技术有了长足发展的现代才可能实现，首先，人们必须知道怎样才能使人造卫星进入指定的轨道？科学家依照牛顿的万有引力定律，计算出能使物体成为人造地球卫星的最小速度是7.9 公里 / 秒

7、（人们称作为环绕速度或第一宇宙速度），又计算出使航天器脱离地球不再返回围绕但仍然留在太阳系里的最小速度是11.2 公里 / 秒（人们称作为逃逸速度或第二宇宙速度），还计算出使航天器能够飞出太阳系的最小速度是16.6 公里 / 秒（人们称作为第三宇宙速度） 。这样，工程师们就可以确定发射要求了。其次，人们必须要研制出像火箭这样强大的运输工具，它们能把卫星、 飞船等航天器发射到地球外的宇宙空间里。正是有了这些理论和技术的基础，人们才得以一步步地实现了航天梦。 1957 年 10 月 4 日苏联发射了世界上第一颗人造卫星，1970 年 4 月 24 日中国发射了我国第一颗人造卫星。到目前为止，人类共向太空发射了大约5000 颗卫星，但目前在轨运行的还有将近1000 颗。多种人造卫星当空起舞，发挥着各种各样和人们生活息息相关的作用， 比如你能够看到几十个电视频道以及能够知晓每天每周的天气预报，这里面就都有卫星的功劳。由于使用者的目的不同，人造卫星有着不同的用途：有的卫星装有照相设备，可以对地面进行照相、侦察、调查资源、监测地球气候和污染等；有的卫星装有天文观测设备，可以对宇宙进行天文观测；有的卫星装有通信转播设备，可以转播广播、电视、数据、电话等通讯讯号；有的卫星装有科学研究设备，可以